DE3232526A1 - Light-emitting diode - Google Patents

Light-emitting diode

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DE3232526A1 DE19823232526 DE3232526A DE3232526A1 DE 3232526 A1 DE3232526 A1 DE 3232526A1 DE 19823232526 DE19823232526 DE 19823232526 DE 3232526 A DE3232526 A DE 3232526A DE 3232526 A1 DE3232526 A1 DE 3232526A1
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Abstract

A light-emitting diode is specified which has an active P-type GaAs layer (14) which is arranged in a manner of a sandwich between an N-type AlGaAs layer (12) and a P-type AlGaAs layer (16) on an N-type GaAs substrate (10). Seven circular cutouts (20-1, ..., 20-7) are formed over the active layer (14), and seven identical spherical lenses (24-1, ..., 24-7) are inserted in the cutouts (20-1, ..., 20-7), forming a tightly packed arrangement. The spherical lenses (24-1, ..., 24-7) consist of a material which is transparent for the light which is emitted from the circular light-emitting regions of the active layer (14) below the cutouts. The spherical lenses (24-1, ..., 24-7) are also fitted into corresponding circular windows above the cutouts in a P-side electrode (26) which is arranged on an end surface of the diode and is fastened to the electrode (26) by a fastening means which is transparent to the light from the light-emitting regions, while an N-side electrode (28) is provided on the opposite end surface of the diode. <IMAGE>

Description

Lichtemittierende Diode Light emitting diode

Die Erfindung betrifft eine lichtemittierende Diode.The invention relates to a light emitting diode.

Es sind bereits verschiedene Arten von lichtemittierenden Dioden angegeben worden, die eine hohe spezifische Lichtausstrahlung besitzen. Unter diesen Dioden hat der Typ von lichtemittierenden Dioden, der eine kugelförmige Linse auf dem lichtemittierenden Bereich besitzt, die ausgezeichnete Eigenschaft, daß er an ein optisches Faserkabel mit hoher Wirksamkeit dicht bei seinem theoretischen Grenzwert anschließbar ist, wie es im einzelnen in IEEE Transactions on Electron Devices, Band ED-24, Nr. 7 (1977) Seiten 986 bis 990, beschrieben ist.Various types of light emitting diodes have already been specified which have a high specific light emission. Under these diodes has the type of light emitting diode that has a spherical lens on the light emitting Area has the excellent property of being connected to an optical fiber cable can be connected with high effectiveness close to its theoretical limit value, as detailed in IEEE Transactions on Electron Devices, Volume ED-24, No. 7 (1977) pages 986 to 990.

Eine herkömmliche lichtemittierende Diode mit einer kugelförmigen Linse weist ein N-Typ Galliumarsenid (GaAs)-Substrat und eine N--Typ Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs)-Schicht, eine aktive P-Typ Galliumarsenidschicht, eine P-Typ Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs)-Schicht und eine N-Typ Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs)-Schicht auf, die in der genannten Reihenfolge übereinander auf einer der einander gegenüberliegenden Hauptflächen des Substrats angeordnet sind. Nach der HerstelLung einer kreisförmigen Aussparung auf der N-Typ AlGaAs-Schicht gemäß einer selektiven Ätztechnik, wird Zink (Zn) in die Oberfläche dieser Schicht eindiffundiert, um darauf einen P-Typ Diffusionsbereich auszubilden, der einen kreisförmigen Bereich aufweist, der in der kreisförmigen Aussparung angeordnet ist und die P-Typ AlGaAs-Schicht erreicht. Die kreisförmige Aussparung hat eine darin eingepaßte kugelförmige Linse aus einem Material, das für eine Wellenlänge des Lichtes transparent ist und die auch in ein kreisförmiges Fenster eingepaßt ist, das direkt oberhalb der kreisförmigen Aussparung angeordnet ist, und zwar auf einer P-seitigen Elektrode, die auf dem P-Typ Diffusionsbereich ausgebildet ist. Die kugelförmige Linse ist dann an der P-seitigen Elektrode mit einem Verbindungsmaterial befestigt, das gegenüber der Wellenlänge des Lichtes transparent ist.A conventional light emitting diode with a spherical shape Lens has an N-type gallium arsenide (GaAs) substrate and an N-type aluminum gallium arsenide (AlGaAs) layer, a P-type gallium arsenide active layer, a P-type aluminum gallium arsenide (AlGaAs) layer and an N-type aluminum gallium arsenide (AlGaAs) layer on the in the order mentioned, one above the other on one of the opposite sides Main surfaces of the substrate are arranged. After making a circular Recess on the N-type AlGaAs layer according to a selective etching technique Zinc (Zn) diffused into the surface of this layer to give it a P-type Form diffusion region, which has a circular region, which in of the circular recess and reaches the P-type AlGaAs layer. The circular recess has a spherical lens fitted therein Material that is transparent to one wavelength of light and that also into one circular window is fitted that is directly above the circular recess is arranged, on a P-side Electrode that is on the P-type diffusion region is formed. The spherical lens is then on attached to the P-side electrode with a bonding material, the opposite the wavelength of light is transparent.

Wenn eine Spannung an die P-seitige Elektrode und eine N-seitige Elektrode angelegt wird, die sich auf der anderen Hauptfläche des Substrats befindet, um die P-seitige Elektrode positiv gegenüber der N-seitigen Elektrode zu machen, wird ein Strom durch die Diode auf den kreisförmigen Bereich des P-Typ Diffusionsbereiches konzentriert, der sich unter der kreisförmigen Aussparung befindet, so daß er die P-Typ AlGaAs-Schicht erreicht. Somit wird Licht aus einem kreisförmigen Bereich der aktiven P-Typ AlGaAs-Schicht emittiert, die sich unter dem erwähnten kreisförmigen Bereich des P-Typ Diffusionsbereiches befindet. Da das AlGaAs eine breitere verbotene Zone hat als das GaAs, wird Licht aus der aktiven Schicht durch das kreisförmige Fenster in der P-seitigen Elektrode ohne irgendeine Absorption emittiert und durch die kugelförmige Linse mit gutem Richtfaktor in einen Lichtstrahl umgewandelt. Aufgrund des guten Richtfaktors oder Richtverstärkungsfaktors war es möglich, das emittierte Licht an ein zugeordnetes optisches Faserkabel mit hoher Wirksamkeit dicht bei seinem theoretischen Grenzwert einzukoppeln.When a voltage to the P-side electrode and an N-side electrode is applied, which is located on the other major surface of the substrate to the Making P-side electrode positive versus N-side electrode becomes a Current through the diode to the circular area of the P-type diffusion area focused, which is located under the circular recess, so that he the P-type AlGaAs layer achieved. Thus light becomes from a circular area the active P-type AlGaAs layer is emitted, which is located under the mentioned circular Area of the P-type diffusion area is located. Because the AlGaAs is a broader prohibited Has as the GaAs zone, light from the active layer gets through the circular Window in the P-side electrode emitted and through without any absorption the spherical lens with a good directivity is converted into a light beam. Because of the good directivity or directivity gain factor it was possible to emit Light to an associated optical fiber cable with high efficiency close to its couple the theoretical limit value.

Auch wenn der kreisförmige lichtemittierende Bereich der aktiven Schicht hinsichtlich des Durchmessers zunehmen würde, war jedoch eine herkömmliche lichtemittierende Diode der oben beschriebenen Art nicht in der Lage, ein hohes optisches Ausgrngssignal zu erzeugen, das ausreicht, um es in zufriedenstellender Weise an optische Faserkabel mit großen Kern anzukoppeln, die in jüngster Zeit entwickelt worden sind.Even if the circular light emitting area of the active layer would increase in diameter, however, was a conventional light emitting one Diode of the type described above is unable to produce a high optical output signal sufficient to be satisfactorily applied to fiber optic cables with large core that have recently been developed.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte lichtemittierende Diode anzugeben, die ein starkes optisches Ausgangssignal liefert, eine hohe spezifische Lichtausstrahlung besitzt und an ein optisches Faserkabel mit hoher Wirksamkeit anschließbar ist.Accordingly, the invention is based on the object of a new one and to provide improved light emitting diodes that have a strong optical output signal supplies, has a high specific light emission and to an optical fiber cable can be connected with high efficiency.

Die Erfindung geht aus von einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode mit einer kugelförmigen Linse der oben beschriebenen Art und gibt eine lichtemittierende Diode an, die folgende Bestandteile aufweist: einen einzigen Halbleiterchip, eine Vielzahl von lichtemittierenden Bereichen, die auf dem Halbleiterchip angeordnet sind, so daß eine elektrische Isolierung dieser Bereiche voneinander verhindert wird, und kugelförmige Elemente, die über jedem lichtemittierenden Bereich angeordnet sind, wobei die kugelförmigen Elemente aus einem Material bestehen, das transparent für eine Wellenlänge des Lichtes ist, das aus den lichtemittierenden Bereichen emittiert wird, und wobei die kugelförmigen Elemente am Halbleiterchip mit einem Verbindungsmittel befestigt sind, das transparent für die Wellenlänge des Lichtes ist.The invention is based on a conventional light-emitting one Diode with a spherical lens of the type described above and gives a light-emitting Diode, which comprises the following components: a single semiconductor chip, a Multiple light-emitting areas arranged on the semiconductor chip so that electrical isolation of these areas from one another is prevented and spherical elements placed over each light emitting area are, wherein the spherical elements are made of a material that is transparent is a wavelength of the light emitted from the light emitting areas is, and wherein the spherical elements on the semiconductor chip with a connecting means that is transparent to the wavelength of light.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat jeder lichtemittierende Bereich einen Abstand zwischen sich und einem benachbarten lichtemittierenden Bereich, der kleiner ist als die Summe des Durchmessers des darüber angeordneten kugelförmigen Teiles und des Durchmessers des benachbarten lichtemittierenden Bereiches, und der nicht kleiner ist als die Abstände, bei denen sämtliche auf den jeweiligen lichtemittierenden Bereichen angeordneten kugelförmigen Elemente eine dicht gepackte Anordnung bilden.In a preferred embodiment of the invention each has light emitting Area a distance between itself and an adjacent light-emitting area, which is smaller than the sum of the diameter of the spherical one above it Part and the diameter of the adjacent light-emitting area, and the is not smaller than the distances at which all on the respective light-emitting Spherical elements arranged in areas form a tightly packed arrangement.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längssctlnitt durch eine herkömmliche Anordnung einer lichtemittierenden Diode einschließlich einer kugelförmigen Linse; Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der optischen Ausgangssignal-Kennlinie in Abhängigkeit vom Strom der Anordnung gemäß Fig. 1 bei unterschiedlichen Emissionsflächen-Durchmessern; Fig. 3A eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen lichtemittierenden Diode, wobei einige Teile weggelassen sind; Fig. 3B einen Längsschnitt durch die Anordnung gemäß Fig.3A längs der Schnittlinie IIIB-IIIB in Fig. 3A; Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Kennlinie des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Strom der Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B und der einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode, die hinsichtlich des effektiven Durchmessers und des Richtfaktors gleich ausgebildet ist wie eine Lichtquelle der Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B; und in Fig. 5A, 5B, 5C und 5D Draufsichten auf abgewandelte Ausführungsformen gemäß der Erfindung.The invention is explained below with reference to the description of exemplary embodiments and explained in more detail with reference to the accompanying drawing The drawing shows in Fig. 1 is a longitudinal section through a conventional arrangement a light emitting diode including a spherical lens; Fig. 2 a graph to explain the optical output signal characteristic as a function of the current of the arrangement according to FIG. 1 with different emission surface diameters; 3A shows a plan view of an embodiment of the light-emitting according to the invention Diode with some parts omitted; Fig. 3B is a longitudinal section through the Arrangement according to FIG. 3A along the section line IIIB-IIIB in FIG. 3A; Fig. 4 a graphic representation to explain the characteristic of the optical output signal as a function of the current of the arrangement according to FIGS. 3A and 3B and that of a conventional one light emitting diode, which in terms of effective diameter and directivity factor is designed the same as a light source of the arrangement according to FIGS. 3A and 3B; and in FIGS. 5A, 5B, 5C and 5D plan views of modified embodiments according to FIG the invention.

Wie aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich, ist dort der Grundaufbau von herkömmlichen lichtemittierenden Dioden einschließlich einer kugelförmigen Linse dargestellt, von dera die Erfindung ausgeht. Die dargestellte Anordnung weist folgende Bauteile auf: ein N-Typ Halbleitersubstrat 10 aus Galliumarsenid (GaAs) mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Hauptflächen, eine N-Typ Halbleiterschicht 12 aus Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs), eine aktive P-Typ Halbleiterschicht 14 aus Galliumarsenid, eine P-Typ Halbleiterschicht 16 aus Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs), eine N-Typ Halbleiterschicht 18 aus Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs), die nacheinander in der genannten Reihenfolge auf eine der Hauptflächen aufgebracht oder aufgewachsen sind, in diesem Falle die obere Hauptfläche bei der Anordnung gemäß Fig. 1 des N-Typ Halbleitersubstrats 10 mit einem Wachstumsverfahren aus der flüssigen Phase. Dann wird ein selektives Xtzverfahren verwendet, um eine kreisförmige Aussparung 20 in der N-Typ AlGaAs-Schicht 18 auszubilden. Anschließend wird Zink (Zn) in die Oberfläche der N-Typ AlGaAs-Schicht 18 eindiffundiert, um auf dieser Schicht und in der kreisförmigen Aussparung 20 einen P-Typ Diffusionsbereich 22 auszubilden. Dieser Bereich des P-Typ Halbleiterbereiches 22, der in der Aussparung 20 angeordnet ist, erreicht die P-Typ AlGaAs-Schicht 16.As can be seen from Fig. 1 of the drawing, there is the basic structure of conventional light emitting diodes including a spherical lens shown, from which the invention is based. The arrangement shown has the following Components include: an N-type gallium arsenide (GaAs) semiconductor substrate 10 with a Pair of opposing major surfaces, an N-type semiconductor layer 12 made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs), an active P-type semiconductor layer 14 made of gallium arsenide, a P-type semiconductor layer 16 made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs), an N-type semiconductor layer 18 made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs), which are applied to one of the main surfaces one after the other in the order mentioned or grown up, in this case the upper major surface in the arrangement 1 of the N-type semiconductor substrate 10 with a growth method from the liquid phase. Then a selective Xtz process is used to create a circular Forming recess 20 in the N-type AlGaAs layer 18. Subsequently it becomes zinc (Zn) diffused into the surface of the N-type AlGaAs layer 18 to be on top of this Layer and a P-type diffusion region 22 in the circular recess 20 to train. This area of the P-type semiconductor area 22, which is in the recess 20, the P-type AlGaAs layer reaches 16.

In die kreisförmige Aussparung 20 ist eine kugelförmige Linse 24 eingepaßt, die aus einem Material besteht, das transparent für die Wellenlänge des Lichtes ist, das von der aktiven P-Typ GaAs-Schicht 14 emittiert wird.A spherical lens 24 is fitted into the circular recess 20, which consists of a material that is transparent to the wavelength of light emitted from the P-type GaAs active layer 14.

Außerdem ist eine P-seitige Elektrode 26 auf dem P-Typ Diffusionsbereich 22 angeordnet, während eine N-seitige Elektrode 28 auf der anderen oder unteren Hauptfläche des N-Typ Halbleitersubstrats 10 angeordnet ist. Die P-seitige Elektrode 26 ist auf dem Bereich der Anordnung vorgesehen, der über der kreisförmigen Aussparung 20 mit einem kreisförmigen Fenster liegt, durch das das aus der aktiven P-Typ Schicht 14 emittierte Licht austritt. Wie in Fig.1 dargestellt, ist die kugelförmige Linse 24 außerdem in das kreisförmige Fenster auf der P-seitigen Elektrode 26 eingesetzt und eingepaßt und mit der P-seltifJcn F1ekI-r<#d< 2f> mit einem Befestigung#smittel 30 verbunden und befestigt, das transparent für die Wellenlänge des Lichtes ist, das von der aktiven Schicht 14 emittiert wird, beispielsweise mit einem Epoxyharz.In addition, a P-side electrode 26 is on the P-type diffusion region 22 arranged, while an N-side electrode 28 on the other or lower Main surface of the N-type semiconductor substrate 10 is arranged. The P-side electrode 26 is provided on the area of the assembly which is above the circular recess 20 with a circular window through which the P-type active layer 14 emitted light emerges. As shown in Fig.1, the lens is spherical 24 is also inserted into the circular window on the P-side electrode 26 and fitted and with the P-seltifJcn F1ekI-r <#d <2f> with a fastening means 30 connected and attached, which is transparent to the wavelength of light, which is emitted from the active layer 14, for example with an epoxy resin.

Bei der Anordnung genciß Fig. 1 wird eine Spannung an die P-seitige und N-seitige Elektrode 26 bzw. 28 angelegt, um die P-seitige Elektrode 26 gegenüber der N-seitigen Elektrode 28 positiv zu machen, so daß ein Strom durch die Anordnung fließen kann. Dieser Strom wird auf einen kreisförmigen Bereich des P-Typ Diffusionsbereiches 22 konzentriert, der sich unter der kreisförmigen Aussparung 20 befindet und die P-Typ AlGaAs-Schicht 16 erreicht.In the arrangement shown in Fig. 1, a voltage is applied to the P-side and N-side electrodes 26 and 28, respectively, applied to oppose the P-side electrode 26 of the N-side electrode 28 to make positive so that a current flows through the arrangement can flow. This current is applied to a circular area of the P-type diffusion area 22 concentrated, which is located under the circular recess 20 and the P-type AlGaAs layer 16 is achieved.

Somit wird Licht aus einem kreisförmige:: Bereich der aktiven P-Typ GaAs-Schicht 14 emittiert, die sich unter dem kreisförmigen Bereich des P-Typ Diffusionsbereiches 22 befindet, auf den cler Strom konzentriert ist. Da das AlGaAs eine breitere verbotene Zone besitzt als das GaAs, wird Licht aus der aktiven P-Typ-Schicht 14 durch das kreisförmige Fenster auf der P-seitigen Elektrode 26 ohne irgendeine Absorption emittiert, und dann wandelt die kugelförmige Linse 24 das emittierte Licht in einen Lichtstrahl um, der einen guten Richtfaktor besitzt, der wegen der kugelförmigen Linse 24 einen schmalen Winkel mit halbem Wert besitzt. Wegen dieses guten Richtfaktors ist es möglich, den Strahl des emittierten Lichtes an ein optisches Faserkabel anzukoppeln oder in dieses einzukoppeln, und zwar mit hoher Wirksamkeit dicht bei seinem theoretischen Grenzwert.Thus, light from a circular :: area becomes the active P-type GaAs layer 14 is emitted, which extends under the circular area of the P-type diffusion area 22 on which the stream is concentrated. Because the AlGaAs is a broader prohibited Zone than the GaAs, light from the P-type active layer 14 is transmitted through the circular windows on the P-side electrode 26 without any absorption is emitted, and then the spherical lens 24 converts the emitted light into one Light beam around, which has a good directivity factor because of the spherical Lens 24 has a narrow half-value angle. Because of this good directivity factor it is possible to couple the beam of emitted light to an optical fiber cable or to be coupled into it, with a high degree of effectiveness close to its theoretical one Limit.

Zur Realisierung dieser Ankopplung, die eine so hohe Effizienz bei einer herkömmlichen Anordnung gemäß Fig.1 besitzt, ist es erforderlich, den Durchmesser DL der kugelförmigen Linse 24 so zu wählen, daß er so groß ist wie der Kerndurchmesser DF eines anzuschließenden optischen Faserkabels. Außerdem wird ein Emissionsflächen-Durchmesser DE, der durch den Durchmesser der kreisförmieten Aussparung 20 bestimmt ist, in vorteilhafter Weise verringert. dies desw@gen, well die Rate der Zun thme bei zwar Kopplungseffekelviteit auEgrund der Verwendunj einer kugelförmigen Linse theoretisch proportional zu DF­ /DE­ ist. Wenn jedoch der Imissionsflächen-Durchmesser zu klein ist, dann nimmt der Betriei>sstrom hinsichtlich der Dichte zu. Somit wird das resultierende optische Ausgangssignal gesättigt sein, bevor die Menge des emittierten Lichtes einen ausreichenden Wert erreicht. Daher wurde der Emissionsflächen-Durchmesser DE üblicherweise so gewählt, daß er gleich einem Wert war, der zwischen einem halben und einem Viertel Durchmesser des Wertes DL einer zugeordneten kugelförmigen Linse lag. Außerdem hatten optische Faserkabel oder Lichtleiterkabel, die bei Lichtleiter-Verbindungen oder Nachrichtensystemen üblicherweise verwendet werden, einen Kerndurchmesser DF von nicht mehr als 150 Somit wurden derartige optische Faserkabel oder Lichtleiterkabel ordentlich an Emissionsflächen-Durchmesser DE von etwa 30 bis 40## fm angekoppelt.To realize this coupling, which has such a high efficiency a conventional arrangement according to Fig.1, it is necessary to measure the diameter DL of the spherical lens 24 to be selected so that it is as large as the core diameter DF of an optical fiber cable to be connected. In addition, there is an emission surface diameter DE, which is determined by the diameter of the circular recess 20, in advantageously reduced. This is because the rate of increase is true Theoretical coupling efficiency due to the use of a spherical lens is proportional to DF / DE. However, if the immission surface diameter increases small then the operating current increases in terms of density. So that becomes resulting optical output signal will be saturated before the amount of emitted Light reaches a sufficient value. Hence, the emission area diameter became DE usually chosen to be equal to a value between half a and a quarter diameter of the value DL of an associated spherical lens lay. They also had fiber optic cables or fiber optic cables used in fiber optic connections or communication systems commonly used, a core diameter DF of not more than 150. Thus, such optical fiber cables or fiber optic cables have become neatly coupled to emission surface diameter DE of about 30 to 40 ## fm.

Die Technik in der Herstellung von optischen Fasern hat jedoch kürzlich Fortschritte erbracht, die zur Herstellung von optischen Faserkabeln oder Lichtleiterkabeln mit großem Kern geführt haben, die einen Kerndurchmesser DF besitzen, der auf nicht weniger als 200 fm angewachsen ist und geringe Verluste besitzt. Dies hat zu der Diskussion über die Anwendung von lichtemittierenden Dioden bei optischen Übertragungssystemen geführt, die optische Faserkabel oder Lichtleiterkabel verwenden, die einen derartig großen Kern besitzen, um eine große Lichtmenge zu übertragen. Herkömmliche lichtemittierende Dioden der oben beschriebenen Art waren jedoch insofern nachteilig, als dann, wenn sie an optische Faserkabel oder Lichtleiterkabel mit einem derartig großen Kern angekoppelt werden, die Dioden nicht die Kopplungsmenge an Licht liefern können, die der Zuwachsrate bei der Kernquerschnittsfläche des Kabels entspricht.However, the technique in the manufacture of optical fibers has recently Advances have been made in the manufacture of optical fiber cables or fiber optic cables with a large core that have a core diameter DF that is not has grown less than 200 fm and has little loss. This has to be the Discussion of the use of light emitting diodes in optical transmission systems out that use optical fiber cables or fiber optic cables that have such a have a large core to transmit a large amount of light. Conventional light emitting However, diodes of the type described above have been disadvantageous in that when them to optical fiber cables or fiber optic cables with such a large core are coupled, the diodes cannot deliver the coupling amount of light, which corresponds to the rate of increase in the core cross-sectional area of the cable.

Genauer gesagt, auch wenn der Emissionsflächen-Durchmesser DE der herkömmlichen Anordnung gemäß Fig. 1 und der Durchmesser DL der kugelförmigen Linse zunehmen würden, um zum Kerndurchmesser eines entsprechenden optischen Faserkabels oder Lichtleiterkabels zu passen, so hat der lichtemittLerende Bereich dieser Anordnung eine erhöhte Umfangslänge, die nur proportional zur ersten Potenz des Emissionsflächen-Durchmessers ist. Somit nehmen sowohl der elektrische Reihenwiderstand als auch der thermische Widerstand ab, so daß sie nur proportional im wesentlichen zur ersten Potenz des Emissionsflächen-Durchmessers sind, und somit ist auch ein Strom, mit dem ein optisches Ausgangssignal gesättigt ist, ebenfalls proportional zur ersten Potenz des Emissionsflächen-Durchmessers. Das bedeutet, daß auch mit einer Kernquerschnittsfläche des optischen Faserkabels oder Lichtleiterkabels, die mit einem Faktor von n2 multipliziert ist, eine an das optische Faserkabel angekoppelte Lichtmenge begrenzt ist, wobei die Sättigung des optischen Ausgangssignals auf ungefähr das n-fache unterdrückt wird. Dies ergibt sich ohne weiteres aus der graphischen Darstellung in Fig. 2.More precisely, even if the emission surface diameter DE is the conventional arrangement shown in FIG. 1 and the diameter DL of the spherical lens would increase to the core diameter of a corresponding optical fiber cable or To fit fiber optic cable, the light emitting area has this arrangement an increased circumferential length that is only proportional to the first power of the emission surface diameter is. Thus, both the electrical series resistance and the thermal resistance increase Resistance so that it is only essentially proportional to the first power of the Emission surface diameter are, and thus is also a current with which an optical Output signal is saturated, also proportional to the first power of the emission surface diameter. This means that also with a core cross-sectional area of the optical fiber cable or fiber optic cable, which is multiplied by a factor of n2, one to the The amount of light coupled to optical fiber cables is limited, the saturation of the optical output signal is suppressed by approximately n times. This gives can be readily understood from the graphic representation in FIG. 2.

Fig. 2 zeigt die Char.ikteristik des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Strom einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode gemäß Fig. 1 mit einem Emissionsflächen-Durchmesser von 100 Xm im Vergleich zu einem Emissionsflächen-Durchmesser von 35 fm. In Fig. 2 ergibt die Ordinatenachse das optische Ausgangssignal in willkürlichen Einheiten und die Abszissenachse die Stromstärke in Milliampere an. Dabei bezieht sich die mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Kennlinie auf einen Emissionsflächen-Durchmesser von 100 fm und die mit dem Bezugszeichen B bezeichnete Kurve auf einen Emissionsflächen-Durchmesser von 35 Aus Fig. 2 ergibt sich, daß trotz einer Emissionsfläche, die mit einem Faktor von ungefähr neun multipliziert ist, die lichtemittierende Diode mit einem Emissionsflächen-Durchmesser von 100 fm eine Stromstärke besitzt, bei der ein entsprechendes optisches Ausgangssignal gesättigt ist, welches nur um das Dreifache angestiegen ist gegenüber dem Signal, das mit einem Emissionsflächen-Durchmesser von 35 fm erreicht wird.Fig. 2 shows the characteristic of the optical output signal in Dependence on the current of a conventional light-emitting diode according to FIG. 1 with an emission surface diameter of 100 Xm compared to an emission surface diameter from 35 fm. In Fig. 2, the ordinate axis gives the optical output signal in arbitrary terms Units and the axis of abscissa the current in milliamperes. It relates the characteristic curve denoted by the reference symbol A relates to an emission surface diameter of 100 fm and the curve denoted by the reference character B to an emission surface diameter of 35 From Fig. 2 it follows that despite an emission area which is with a factor is multiplied by about nine, the light emitting diode by an emitting area diameter of 100 fm has a current intensity at which a corresponding optical output signal is saturated, which is only three times higher than that Signal, which is achieved with an emission surface diameter of 35 fm.

Die Erfindung zielt auf die Ausr;iumung dieser Nachteile von herkömmlichen Anordnungen der oben beschriebenen Art und gibt ~eine lichtemittierende Anordnung oder lichtemittierende Diode an, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Bereichen aufweist, bei denen verhindert ist, daß sie elektrisch gegeneinclnder isoliert sind, und die auf einem einzigen Halbleiterchip mit hoher Dichte in Abständen angeordnet sind, die nicht kleiner sind als solche Abstände, daß eine Vielzahl von kugelförmigen Linsen, die über diesen lichtemittierenden Bereichen jeweils für einen lichtemittierenden Bereich angeordnet sind, miteinander in Berührung stehen.The invention aims to obviate these disadvantages of conventional ones Arrangements of the type described above and gives a light-emitting arrangement or light emitting diode that has a plurality of light emitting areas which are prevented from being electrically isolated from one another, and which are spaced on a single high density semiconductor chip are not less than such distances that a multitude of spherical Lenses over these light-emitting areas each for a light-emitting Area are arranged to be in contact with each other.

In den Fig. 3A und 3B, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile wie in Fig. 1 bezeichnen, ist eine erste Ausführungsform einer erfindungs #emäßen lichtemittierenden Diode dargestellt Die dargestelLte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 in foLgender Hinsicht: unter Verwendung einer selektiven Stztechnik wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist eine Vielzahl von kreisförmigen Aussparungen, in diesem Falle sieben kreisförmige Aussparungen 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20-5, 20-6 und 20-7 auf der N-Typ.AlGaAs-Schicht 18 angeordnet, und zwar in vorgegebenen Abständen, die nicht kleiner sind als die Abstände, bei denen sieben kugelförmige Linsen 24-1, 24-2, 24-3, 24-4, 24-5, 24-6 und 24-7, die gleichen Durchmesser haben und oberhalb der entsprechenden kreisförmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 angeordnet sind, eine dicht gepackte Anordnung bilden, wie es in Fig. 3A dargestellt ist.3A and 3B, in which the same reference numerals are used for the same components as referenced in Fig. 1, a first embodiment is an inventive light-emitting diode shown The arrangement shown differs from that in Fig. 1 in the following respects: using a selective composition technique As in the arrangement according to FIG. 1, there is a multitude of circular recesses, in this case seven circular recesses 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20-5, 20-6 and 20-7 arranged on the N-type AlGaAs layer 18 at predetermined intervals, which are not smaller than the distances at which seven spherical lenses 24-1, 24-2, 24-3, 24-4, 24-5, 24-6 and 24-7, the same diameter and above of the corresponding circular recesses 20-1 to 20-7 are arranged, one form a close-packed arrangement as shown in Fig. 3A.

Danach wird Zink (Zn) in die Oberfläche der N-Typ AlGaAs-Schicht 18 eindiffundiert, um den P-Typ Diffusionsbereich 22 wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 auszubilden, der aber sieben Bereiche besitzt, die in den jeweiLigen krcis- förmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 vorhanden sind und die @-Typ AlGaAs-Schicht 16 erreichen.Auch dieP-seitige elektrode 26 weist ji&ben kreisförmiqe Fenster auf, die sich oberhalb der jeweiligen kreisförmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 befinden.Thereafter, zinc (Zn) is incorporated into the surface of the N-type AlGaAs layer 18 diffused to form the P-type diffusion region 22 as in the arrangement according to FIG. 1, which, however, has seven areas that are shaped Recesses 20-1 to 20-7 are present and reach the @ -type AlGaAs layer 16. Also The P-side electrode 26 has ji & ben circular windows that rise above of the respective circular recesses 20-1 to 20-7.

Wenn eine Spannung an die P-seitige Elektrode 26 und die N-seitige Elektrode 28 in gleicher Weise,wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, angelegt wird, so wird der resultierende Strom auf diese kreisförmigen Bereiche des P-Typ Diffusionsb£reiches 22 konzentriert, die sich unter den kreisförmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 befinden und bis an die P-Typ AlGaAs-Schicht 16 heranreichen. Dies führt zur gleichzeitigen Emission von Licht aus sieben separaten kreisförmigen Bereichen, in denen die aktive P-Typ GaAs-Schicht 14 unterteilt ist oder aus denjenigen Bereichen der Schicht 14, die unterhalb der kreisförmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 angeordnet sind. Sieben Lichtbereiche, die auf diese Weise emittieren, treten aus den jeweiligen kreisförmigen Fenstern in der P-seitigen Elektrode 26 aus und werden dann in Form eines Lichtstrahles mit gutem Richtfaktor aus den kugelförmigen Linsen 24-1 bis 24-7 emittiert, die in die kreisförmigen Aussparungen 20-1 bis 20-7 und die jeweiligen kreisförmigen Fenster in der P-seitigen Elektrode 26 eingepaßt sind, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1.When a voltage is applied to the P-side electrode 26 and the N-side Electrode 28 is applied in the same way as explained above in connection with FIG. 1 so the resulting current on these circular areas will be of the P-type Diffusion area 22 concentrated, which is located under the circular recesses 20-1 to 20-7 and reach up to the P-type AlGaAs layer 16. this leads to the simultaneous emission of light from seven separate circular areas, in which the P-type GaAs active layer 14 is divided or from those areas the layer 14, which is arranged below the circular recesses 20-1 to 20-7 are. Seven areas of light emitting in this way emerge from the respective ones circular windows in the P-side electrode 26 and are then shaped a light beam with a good directivity factor from the spherical lenses 24-1 bis 24-7 emitted into the circular recesses 20-1 to 20-7 and the respective circular windows are fitted in the P-side electrode 26 in in a similar manner to the arrangement according to FIG. 1.

Die Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B hat eine effektive Emissionsfläche, die das Siebenfache der Emissionsfläche der Anordnung gemäß Fig. 1 besitzt, die einen einzigen lichtemittierenden Bereich aufweist, der gleichen Durchmesser hat wie die sieben lichtemittierenden Bereiche der oben beschriebenen Art, und dennoch ist bei den lichtemittierenden Bereichen die gesamte Umfangslänge mit einem Faktor 7 multipliziert worden, während der elektrische Reihenwiderstand und der thermische Widerstand auf unge- fähr ein Siebtel reduziert sind, da die lichtemittierenden Bereiche im Abstand voneinander liegen. Dies führt zu einer Sättigung des optischen Ausgangssignals, die bei einem Strom erfolgt, der auf ungefähr das Siebenfache angestiegen ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B ein hohes optisches Ausgangssignal liefern kann, das ungefähr doppelt so hoch ist wie das der Anordnung gemäß Fig. 1 mit einem dreifachen Durchmesser der Emissionsfläche, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.The arrangement according to FIGS. 3A and 3B has an effective emission area, which has seven times the emission area of the arrangement according to FIG. 1, the has a single light emitting area that is the same diameter like the seven light emitting areas of the type described above, and yet is the total circumferential length of the light-emitting areas with a factor 7 multiplied, while the electrical series resistance and the thermal Resistance to un- are reduced by about a seventh, since the light-emitting Areas are at a distance from each other. This leads to a saturation of the optical Output signal that occurs at a current that has increased approximately seven times is. It has been found that the arrangement of FIGS. 3A and 3B has a high can provide an optical output signal roughly twice as high as that the arrangement according to FIG. 1 with three times the diameter of the emission surface, as shown in FIG.

Fig. 4 zeigt die Kennlinie des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Strom von Anordnungen, die in Fig.3A und 3B dargestellt sind und sieben kugelförmige Linsen mit einem Durchmesser von 100 Zm für den jeweiligen lichtemittierenden Durchmesser von 35 Zm haben, und zwar im Vergleich mit einer Anordnung gemäß Fig. 1, die eine einzige kugelförmige Linse mit einem Durchmesser von 300'um bei einem lichtemittierenden Durchmesser von 100 mm besitzt. In Fig. 4 bezieht sich die mit dem Buchstaben A bezeichnete Kurve auf die Anordnung der lichtemittierenden Diode gemäß Fig. 1, während die mit dem Bezugszeichen B bezeichnete Kurve sich auf die Anordnung der lichtemittierenden Diode gemäß Fig. 3A und 3B bezieht.Fig. 4 shows the characteristic of the optical output signal as a function from the stream of arrangements shown in Fig.3A and 3B and seven spherical Lenses with a diameter of 100 cm for the respective light-emitting diameter of 35 cm, in comparison with an arrangement according to FIG. 1, which has a single spherical lens with a diameter of 300 μm for a light-emitting one Has a diameter of 100 mm. In Fig. 4, the letter A refers to designated curve on the arrangement of the light-emitting diode according to FIG. 1, while the curve denoted by the reference character B relates to the arrangement of the light-emitting Diode according to FIGS. 3A and 3B relates.

Die Ordinaten- und Abszissenachsen haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2, wobei die jeweiligen Einheiten entsprechend gewählt sind.The ordinate and abscissa axes have the same meaning as in Fig. 2, the respective units being selected accordingly.

Aus Fig. 4 ts L ersichtlich, daß, obwohl die Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B eine effektive Emissionsfläche besitzt, die um nicht weniger als 10 % kleiner ist im Vergleich zu der Anordnung nach Fig. 1, das optische Ausgangssignal bei einer hohen Stromstärke gesättigt ist, die nicht kleiner ist als die zweifache Stromstärke, die bei der Anordnung gemäß Fig. 1 erhalten wird. Andererseits hat die Anordnung gemäß Fig. 3 im wesentlichen das gleiche Verhältnis im Durchmesser zwischen dem licht- emitt#erenden Bereich und der kugelförmigen Linse gegenüber der Anordnung in Fig. 1. Somit unterscheiden sich die beiden Anordnungen nicht in dem Richtfaktor oder der Richtwirkung des emittierten Lichtes voneinander. Außerd<#rn haben die beiden Anordnungen jeweils gleiche effektive Durcllmessel~ als kreiskreis@örmig@ I.ichtquellen, nämlich von 300 ~um. Außerdem hat sich herausgestellt, daß bei der Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B ein oberer Grenzwert der Lichtmenge, die an ein optisches Faserkabel oder ein Lichtleiterkabel mit einem Kerndurchmesser von 300 Xm angekoppelt wird und ius der Sättigung des optischen Ausgangssignales resultiert, einen Wert hat, der nicht weniger als das Doppelte von dem Wert ausmacht, der mit der Anordnung gemäß Fig. 1 erreicht wird.From Fig. 4 ts L it can be seen that, although the arrangement according to FIG. 3A and 3B has an effective emission area that is not less than 10% The optical output signal is smaller in comparison with the arrangement according to FIG. 1 is saturated at a high current not less than twice Amperage that is obtained in the arrangement according to FIG. On the other hand has the arrangement of FIG. 3 has essentially the same ratio in diameter between the light emitting area and the spherical Lens compared to the arrangement in FIG. 1. Thus, the two arrangements differ not in the directivity or directivity of the emitted light from each other. In addition, the two arrangements each have the same effective diameter as a circle of light sources, namely from 300 ~ um. It also turned out that in the arrangement according to FIGS. 3A and 3B, an upper limit value of the amount of light, those of an optical fiber cable or a fiber optic cable with a core diameter of 300 Xm is coupled and ius the saturation of the optical output signal has a value that is no less than twice the value which is achieved with the arrangement according to FIG.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorstehend mit sieben lichtemittierenden Bereichen erläutert worden, die mit der höchsten Dichte angeordnet sind, aber die Wirkung selbst hängt von der Tatsache ab, daß die lichtemittierenden Bereiche mit einer hohen Dichte angeordnet sind. Wenn die Anordnung gemäß Fig. 3A und 3B lichtemittierende Bereiche aufweist, die voneinander durch Abstände getrennt sind, die mindestens gleich dem doppelten Durchmesser von gleichen kugelförmigen Linsen sind, die über den jeweiligen lichtemittierenden Bereichen angeordnet und befestigt sind, dann unterscheidet sich die Lichtmenge, die in das zugeordnete optische Faserkabel oder Lichtleiterkabel eingekoppelt wird, nicht erheblich von derjenigen, die mit der Anordnung gemäß Fig. 1 erreicht wird.The effect of the arrangement according to the invention is above with seven light-emitting areas have been explained, which are arranged with the highest density are, but the effect itself depends on the fact that the light-emitting Areas with a high density are arranged. When the arrangement of FIG. 3A and Figure 3B has light emitting areas separated from each other by spaces are at least equal to twice the diameter of equal spherical ones Lenses are arranged over the respective light emitting areas and are attached, then the amount of light that is in the assigned optical differs Fiber cable or fiber optic cable is coupled in, not significantly different from that which is achieved with the arrangement according to FIG.

Somit ist es erforderlich, daß jeder der lichtemittierenden Bereiche einen Abstand zwischen sich und einem benachbarten lilitemittierenden Bereich besitzt, der kleiner ist als der zweifache Durchmesser der darauf angeordneten kugelförmigen Linsen und nicht kleiner als die Abstände, bei denen die über den jeweiligen lichtemittierenden Be- reiche angeordtieten kuyelfsrrnigt~n Linsen eine dicht qepackte Anordnung bilden.Thus, it is necessary that each of the light emitting areas has a distance between itself and an adjacent purple-emitting area, which is smaller than twice the diameter of the spherical ones arranged on it Lenses and not smaller than the distances at which the above the respective light-emitting Loading Rich arranged, tightly packed lenses Form arrangement.

Die Fig. 5A bis 5D zeigen abgewandelte Ausführungsformen gemäß der Erfindung. In Fig. 5A sind drei kreisförmige Aussparungen 20 auf dem nicht dargestellten P-Typ Diffusionsbereich in Abständen angeordnet, in denen drei gleiche kugelförmige Linsen 24, die über den jeweiligen kreisförmigen Aussparungen 20 oder lichtemittierenden Bereichen angeordnet sind, eine dicht gepackte Anordnung bilden. In Fig. 5B sind sechs kreisförmige Aussparungen 20 in dem nicht dargestellten P-Typ Diffusionsbereich in Abständen angeordnet, in denen drei kugelförmige Linsen 24 mit größerem Durchmesser und drei kugelförmige Linsen 24 mit kleinerem Durchmesser, die über den kreisförmigen Aussparungen 20 oder den lichtemittierenden Bereichen angeordnet sind, miteinander in Bertihrung stehen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 5C sind vier gleiche kugelförmige Linsen 24 auf entsprechenden kreisf~5rmigen Aussparungen 20 oder lichtemittierenden Bereichen angeordnet, so daß sie eine dicht gepackte Anordnung bilden.FIGS. 5A to 5D show modified embodiments according to FIG Invention. In Fig. 5A there are three circular recesses 20 on the not shown P-type diffusion region spaced apart in which three equal spherical Lenses 24 over the respective circular recesses 20 or light-emitting Areas are arranged to form a tightly packed arrangement. In Fig. 5B are six circular recesses 20 in the P-type diffusion area, not shown spaced apart three spherical lenses 24 of larger diameter and three smaller diameter spherical lenses 24 placed over the circular ones Recesses 20 or the light-emitting areas are arranged with one another stand in control. In the arrangement according to FIG. 5C, four are identical spherical Lenses 24 on corresponding circular recesses 20 or light-emitting Areas arranged so that they form a close-packed arrangement.

Auch Fig. 5D zeigt eine Anordnung mit fünf kugelförmigen Linsen 24 mit größerem Durchmesser und einer kugelförmigen Linse 24 mit kleinerem Durchmesser, die über entsprechenden kreisförmigen Aussparungen 20 oder lichtemittierenden Bereichen angeordnet sind und in gleicher Weise miteinander in Berührung slel1en.5D also shows an arrangement with five spherical lenses 24 with a larger diameter and a spherical lens 24 with a smaller diameter, the over corresponding circular recesses 20 or light emitting areas are arranged and slel1en in the same way in contact with one another.

Der Ausdruck "dicht gepackte Anordnung" bezieht sich auch auf eine Vielzahl von Kugeln, die unterschiedliche Durchmesser haben und miteinander in 13ertEhrung oder Kontakt stehen, wie es in den Fig. 3B und 5D dargestellt ist.The term "close-packed arrangement" also refers to a Variety of balls, which have different diameters and each other in a 13th honor or contact as shown in Figures 3B and 5D.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die kreisförmigen Aussparungen 20 in dem nicht dargestellten P-Typ Diffusionsbereich in Abständen angeordnet sind, die gleich der Summe der Durchmesser von benachbarten kugelförmigen Linsen sind, die über ihnen angeordnet sind.From Fig. 5 it can be seen that the circular recesses 20 are arranged at intervals in the P-type diffusion area, not shown, which are equal to the sum of the diameters of adjacent spherical lenses, which are arranged above them.

Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Beispielsweise hat die lic}ltemittler(nde Diode gemäß der Erfindung einen niedrigen elektrischen Reihenwiderstand und einen geringen thermischen Widerstand im Vergleich zu einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode gemäß Fig. 1, wobei der effektive Durchmesser einer Lichtquelle unverändert bleibt Dies führt zu einer Vergrößerung des Stromes bzw. der Stromstärke, bei der das optische Ausgangssignal gesättigt ist, und somit zu einem größeren optischen Ausgangssignal und spezifischer Lichtausstrahlung. Somit kann die Lichtmenge, die in ein entsprechendes optisches Faserkabel oder Lichtleiterkabel eingekopplXlt werden kann, drastisch erhöht werden. Auch wenn der Betriebsstrompegel unverändert bleibt, ist die Zunahme der Ubergangstemperatur klein im Vergleich zum Stande der Technik. Dies deswegen, weil der thermische Widerstand in der oben angegebenen Weise niedrig ist. Somit wird die resultierende Lebensdauer verlängert, und außerdem hat die Kennlinie des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Strom eine Linearität, die sich über einen breiten Bereich erstreckt.The invention offers numerous advantages. For example, the lic} ltemittler (nde Diode according to the invention has a low electrical series resistance and a low thermal resistance compared to a conventional light emitting one Diode according to FIG. 1, the effective diameter of a light source unchanged This leads to an increase in the current or the current strength at which the optical output signal is saturated, and thus to a larger optical Output signal and specific light emission. Thus, the amount of light that be coupled into a corresponding optical fiber cable or fiber optic cable can be increased dramatically. Even if the operating current level remains unchanged, the increase in the transition temperature is small compared to the prior art. This is because the thermal resistance is low in the above-mentioned manner is. Thus, the resulting service life is extended, and in addition, the characteristic has of the optical output signal as a function of the current has a linearity that is extends over a wide area.

Aufgrund des hohen optischen Ausgangssignals und der hohen spezifischen Lichtausstrahlung ist die lichtemittierende Diode gemäß der Erfindung nicht nur als Lichtquelle verwendbar, die bei einem Lichtleiterkabel mit großem Kern verwendet wird, sondern auch als Lichtquelle, die bei einem optischen Raumübertragungs-Kommunikationssystem verwendet wird, z.B. als Einrichtung zur Messung von Entfernunjen mit Lichtwellen oder dergleichen.Due to the high optical output signal and the high specific The light emitting diode according to the invention is not only light emission Can be used as a light source used in a fiber optic cable with a large core but also as a light source used in a space transmission optical communication system is used, e.g. as a device for measuring distances with light waves or similar.

Auch wenn die Erfindung vorstehend im Zusammenhang mit wenigen bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden ist, können selbstverständlich zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Anzahl der lichtemittierenden Bereiche und Kombinationen von lichtemittierenden Bereichen mit den kugelförmigen Linsen mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern voneinander in viel#ältiger Weise geändert werden, wie sich ohne weiteres aus den verschiedenen Darstellungen in den Fig. 5A bis 5D ergibt.Even if the invention is preferred above in connection with a few Embodiments have been explained, of course, numerous modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, can the number of light-emitting areas and combinations of light-emitting ones Areas with the spherical lenses with the same or different Diameters can be changed from one another in much older ways, as can easily be seen results from the various representations in FIGS. 5A to 5D.

Auch wenn die Erfindung vorstehend im Zusammenhang mit einer Vielzahl von kugelförmigen Linsen erläutert worden ist, die in einer dicht gepackten Anordnung vorgesehen sind, darf darauf hingewiesen werden, daß ein gewisser, kleinerer oder größerer Abstand zwischen den jeweiligen Paaren von benachbarten kugelförmigen Linsen vorhanden sein kann. Im letzteren Falle wird der Effekt gemäß der Erfindung etwas verringert, aber es wird eine Lichtmenge an ein entsprechendes Lichtleiterkabel angekoppelt, die immer noch <groß ist im Vergleich zum Stande der Technik. Wenn weiterhin die Erfindung im Zusanimenhang mit einer doppelten Hetero-Übergangstruktur unter Verwendung eines GaAs-AlGaAs-Systems als Material erläutert worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt ist, vielmehr kann sie in gleicher Weise auch auf andere Materialien angewendet werden, z.B.Even if the invention above in connection with a variety of spherical lenses that are in a close-packed arrangement are provided, it may be pointed out that a certain, smaller or greater distance between the respective pairs of adjacent spherical lenses may be present. In the latter case, the effect according to the invention becomes something is decreased, but an amount of light is transmitted to a corresponding optical fiber cable coupled, which is still <large compared to the prior art. if furthermore the invention in connection with a double heterojunction structure has been explained using a GaAs-AlGaAs system as material, may it should be noted that the invention is not limited thereto or thereby Rather, it can be applied to other materials in the same way e.g.

auf ein Material mit einem InGaAsP-InP-System sowie eine einfache Hetero-Übergangstruktur.on a material with an InGaAsP-InP system as well as a simple Heterojunction structure.

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Claims (2)

Lichtemittierende Diode Patentansprüche Lichtemittierende Diode, gekennzeichnet durch einen einzigen Halbleiterchip (10), eine Vielzahl von lichtemittierenden Bereichen (20-1,.. Light emitting diode patent claims light emitting diode, characterized by a single semiconductor chip (10), a plurality of light-emitting Areas (20-1, .. 20-7), die auf dem Halbleiterchip (10) in der Weise angeordnet sind, daß eine elektrische Isolierung voneinander verhindert ist, kugelförmige Elemente (24-1,...,24-7), die jeweils über den jeweiligen lichtemittierenden Bereichen (20-1,..., 20-7) angeordnet sind, wobei die kugelförmigen Elemente (24-1,...,24-7) aus einem Material bestehen, das für die Wellenlänge des von den lichtemittierenden Bereichen emittierten Lichtes transparent ist, und die an dem Halbleiterchip (10) mit einem Be #cst icjun<jsmittel (30) befestigt sind, das für die emittierte Wellenlänge des Lichtes transparent ist. 20-7), which are arranged on the semiconductor chip (10) in such a way that an electrical isolation from one another is prevented, spherical elements (24-1, ..., 24-7), each above the respective light-emitting areas (20-1, ..., 20-7) are arranged, the spherical elements (24-1, ..., 24-7) from a Material that is made for the wavelength of the light emitting areas emitted light is transparent, and which on the semiconductor chip (10) with a Be #cst icjun <jsmittel (30) are attached, which for the emitted wavelength of light is transparent. 2. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der lichtemittierenden Bereiche (20-1, ..., 20-7) einen Abstand zwischen sich und einem benachbarten Bereich hat, der kleiner ist als die Summe des Durchmessers des darüber angeordneten jeweiligen kugelförmigen Teiles (24-1, ..., 24-7) und des Durchmessers des jeweiligen benachbarten lichtemittierenden Bereiches, und der nicht kleiner ist als die Abstände, in denen die über den jeweiligen lichtemittierenden Bereichen (20-1, ... 20-7) angeordneten kugelförmigen Elemente (24-1, ..., 24-7) eine dicht gepackte Anordnung bilden.2. Light-emitting diode according to claim 1, characterized in that that each of the light emitting areas (20-1, ..., 20-7) have a distance between and an adjacent area that is smaller than the sum of the diameter of the respective spherical part (24-1, ..., 24-7) and the Diameter of the respective adjacent light-emitting area, and not is smaller than the distances in which the respective light-emitting Spherical elements (24-1, ..., 24-7) arranged in areas (20-1, ... 20-7) form a tightly packed arrangement.
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